JPS621230Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (1) 考案の技術分野 本考案はスパツタ装置に関し、特にマグネトロ
ン式スパツタ装置の改良に関するものである。

(2) 技術の背景 IC製造用フオトマスクはガラス基板上にクロ
ムおよび酸化クロム等の薄膜をスパツタによりデ
ポジツトさせて形成しこのガラス基板上の薄膜に
所定のマスクパターンを形成したものである。

IC製産量の増大、マスクパターンの高密度
化、IC機能の高い信頼性の要求等に伴いフオト
マスクを構成するガラス基板上の薄膜の厚さは各
製品毎に均一な所定厚さのスパツタデポジシヨン
量として形成されなければならない。一方、近
年、スパツタ処理中のプラズマ密度を高め被着試
料への衝突電子数を増大させることによりスパツ
タ速度を増加させたマグネトロン式スパツタ装置
が開発されている。このマグネトロン式スパツタ
装置は被着試料上にデポジツトすべき金属材料か
らなるターゲツト下部に該ターゲツト中央部を極
性の対称中心として複数のマグネツトを設け、こ
のマグネツトの磁力作用によりプラズマ密度を増
大させたものである。このようなマグネトロン式
スパツタ装置においては、マグネツトによる磁力
線の構成上ターゲツト中央部はほとんど使用され
ずこの部分の金属材料はスパツタデポジツトに寄
与していない。本考案はこの点に着目してなされ
たものである。

(3) 従来技術と問題点 従来のマグネトロン式スパツタ装置を用いて
IC製造用フオトマスクのガラス基板上に薄膜を
形成する場合、薄膜の厚さの制御はスパツタ時
間、印加電圧、ガス圧等の調整により行われてい
た。しかしながら、このような方法では個々に用
いるターゲツトの使用状態の変化あるいは消費量
等に応じてスパツタ条件が変化しデポジツト特性
も変化するため常に一定した所定厚さの薄膜を高
精度で得ることはできない。

(4) 考案の目的 本考案は上記従来技術の欠点に鑑みなされたも
のであつて、簡単な構造で正確にスパツタ処理中
にスパツタ厚さを検知できるモニタ機構を設ける
ことにより所定の厚さの薄膜を高精度で形成可能
なマグネトロン式スパツタ装置の提供を目的とす
る。

(5) 考案の構成 この目的を達成するため本考案ではターゲツト
下部に該ターゲツト中央部を極性の対称中心とし
て複数のマグネツトを設け、ターゲツト上方の透
明基板上に薄膜をスパツタリングするマグネトロ
ン式スパツタ装置において、上記ターゲツト中央
部に光学装置を設け、該光学装置を介して上記透
明基板に光線を照射し、該透明基板の透過光線を
測定することにより該透明基板上の薄膜の厚さを
検知するモニタ機構を備えている。

(6) 考案の実施例 第１図は本考案の一実施例の構成図である。図
示しない真空チヤンバ内に円板形ターゲツト１が
支持板２上に搭載されて支持される。ターゲツト
１の下部中央部に鉄芯３が設けられ、この鉄芯３
を中心として複数個のマグネツト４が中央部をＳ
極、外側をＮ極として放射状に配置される。ター
ゲツト１の中央部は開口され保護用ガラス５が装
着されその下部に発光用光学機構７および受光用
光学機構１０が設けられる。各光学機構７，１０
はレンズ等の光学装置（図示しない）からなり、
発光用光学機構７は光フアイバ６を介して真空チ
ヤンバ外部の光源９に接続し、受光用光学機構１
０は光フアイバ６を介して真空チヤンバ外部の光
検知器８に接続する。真空チヤンバ内のターゲツ
ト１の上方には被着試料であるガラス基板１１が
設けられその表面に薄膜１２がスパツタリングさ
れる。ガラス基板１１の上方にレンズ等（図示し
ない）からなる受光用光学機構が設けられフアイ
バ６を介して光検知器１４に接続する。

以上のような構成のスパツタ装置において、発
光用光学機構７よりガラス基板１１に対し光を照
射射しながらスパツタを行い、このガラス基板１
１の透過光を受光用光学機構１３を介して光検知
器１４で測定する。ガラス基板１１上の薄膜１２
の厚さに応じた透過光量を予め調べておくことに
より光検知器１４の測定値を基に薄膜１２の厚さ
を知ることができる。従つて、光検知器１４を監
視しながらスパツタリングを行えばガラス基板１
１上にデポジツトする薄膜１２の厚さがモニタさ
れ、所定の厚さまでデポジツトした時点でスパツ
タを中止して所望の厚さの薄膜を得ることができ
る。このようなモニタ機構と併用して、薄膜表面
での反射光を受光用光学機構１０を介して光検知
器８で測定し、予めキヤリブレートした膜厚と反
射光量との関係に基いて光検知器８による反射光
量測定値をモニタしつつスパツタを行い所望の厚
さの薄膜をデポジツトさせてもよい。

第２図は本考案の別の実施例の構成図である。
真空チヤンバ１６内にターゲツト材料が周囲に飛
散することを防止するための防着容器１５が設け
られ、この防着容器１５内に円板形ターゲツト１
が支持板２上に搭載されて支持される。ターゲツ
ト１の下部には鉄芯３およびマグネツト４が第１
図の実施例と同様に配置される。真空チヤンバ１
６はバルブ２７を介して図示しない真空装置に接
続され、またバルブ２８を介して図示しないスパ
ツタ雰囲気ガス供給装置に接続される。防着容器
１５の上部にスパツタ処理すべきガラス基板１１
が搭載支持される。ターゲツト１の中央部にはミ
ラー１９が搭載されこのミラー１９はミラー表面
へのターゲツト材料の付着を防止するためのシー
ルド板２０で周囲全体を囲まれる。このシールド
板２０は適当な金属材料からなるスリーブで構成
してもよい。真空チヤンバ１６の外部にレーザ発
生装置２２が設けられハーフミラー２１、ガラス
窓１８、ミラー１７を介してターゲツト１上のミ
ラー１９に達する往復光路を形成する。レーザ発
生装置２２からのレーザ光はハーフミラー２１で
一部反射されて受光用光学機構２３および光フア
イバ６を介して光検知器２４で光量が検知され
る。一方、ハーフミラー２１を通過したレーザ光
はターゲツト１上のミラー１９に達しここで反射
されて再びガラス基板１１を透過し、この透過光
はミラー１７およびガラス窓１８を経てハーフミ
ラー２１で反射され受光用光学機構２５および光
フアイバ６を介して光検知器２６で光量が検知さ
れる。以上のような構成のスパツタ装置におい
て、予めガラス基板表面の膜厚に応じた透過光量
変化を測定しておき、レーザ光を照射しつつスパ
ツタリングを行い両光検知器２４，２６をモニタ
することにより両光検知器の測定による光量差に
基きガラス基板１１上の薄膜デポジツト厚さを知
ることができる。なお、レーザ光としてはプラズ
マ光と異る色の光であることが望ましい。例え
ば、スパツタ雰囲気ガスとして青色系の光を発す
るアルゴンガスを用いる場合にはレーザ光として
は赤色系のレーザ光を用いることが望ましい。

(7) 考案の効果 以上説明したように、本考案に係るマグネトロ
ン式スパツタ装置においては、使用されないター
ゲツト中央部を利用してこの部分に光学機構を設
けこの光学機構を介して薄膜をデポジツトすべき
透明基板に光を照射し、その透過光を測定するこ
とにより膜厚をモニタしながらスパツタを行うこ
とができる。従つて、膜厚が所定厚さに達した時
点でスパツタを停止することができ、透明基板上
に所望の厚さの薄膜を高精度に形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は各々本考案の各別の実施
例を示す構成図である。 １……ターゲツト、４……マグネツト、６……
光フアイバ、７……発光用光学機構、８，１４，
２４，２６……光検知器、９……光源、１０，１
３，２３，２５……受光用光学機構、１１……ガ
ラス基板、１２……薄膜、１９……ミラー、２０
……シールド板、２２……レーザ発生装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ターゲツト下部に該ターゲツト中央部を極性の
   対称中心として複数のマグネツトを設け、ターゲ
   ツト上方の透明基板上に薄膜をスパツタリングす
   るマグネトロン式スパツタ装置において、上記タ
   ーゲツト中央部に光学装置を設け、該光学装置を
   介して上記透明基板に光線を照射し、該透明基板
   の透過光線を測定することにより該透明基板上の
   薄膜の厚さを検知するモニタ機構を備えたことを
   特徴とするマグネトロン式スパツタ装置。